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岩石边坡光面爆破施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-LJLM-0303-2011第三工程公司韦秀友1 前言1.1工艺概况岩石边坡光面爆破施工技术是在控制爆破的基础上发展起来的，通过控制爆破的作用范围和方向，使爆破后的岩面光滑平整，减少爆破对岩体的扰动、边坡坡面及超、欠挖和加固支护的工作量，保持边坡的整体性和稳定性，达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。
1.2工艺原理岩石边坡光面爆破的基本原理是沿边坡设计开挖轮廓线，布置间距较小的平行炮孔（光爆孔），通过不偶合装药等一系列施工工艺，使爆破后坡面沿光爆孔的中心连线破裂成平整的坡面。
2 工艺特点1、可以减少超欠挖量，节省工程投资。
2、开挖面光洁平整，有利后期的作业。
3、对保留的岩体破坏比较轻微，影响很小，保护了岩体的完整性及边坡的稳定性。
4、由于预裂缝的存在，可以放宽对开挖区爆破规模的限制，提高了工效。
3 适用范围适用于公路及铁路石质路堑边坡。
4 主要技术标准1、《高速铁路路基工程施工技术指南》铁建设【2010】241号2、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》TB107513、《铁路路基施工规范》TB102024、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB104145、《公路路基施工技术规范》JTG F106、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/17、《爆破安全规程》GB67228、设计文件及合同5 施工方法技术人员按照《爆破设计方案》布置炮孔，操作工人采用潜孔钻钻孔，钻孔完成后，爆破人员按照《爆破设计方案》装药、警戒、起爆，爆破后经检查无盲炮或其它险情，组织挖掘机、自卸汽车运输弃方。
6 工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程岩石边坡光面爆破施工工艺流程见下图图1 岩石边坡光面爆破施工工艺流程图6.2操作要点6.2.1 爆破准备1、设计图纸复核结合现场实际对设计图纸进行认真复核，了解整个工程的设计意图，清楚设计要求，熟悉设计标准和相关施工规范要求；按照现场实际条件，对设计文件所提供的地形、地貌、地质条件、岩石结构、物理及力学性质等进行复核。
围岩光面爆破控制一、开挖光面控制对后续施工质量的好坏和后续工序的高效进展起非常重要的主导作用，也是我们节约成本的把控工序。
二、影响开挖光面效果的控制因素：①周边眼的数量②周边炮眼的深度、角度③炮眼布设间距和装药量④爆破方式和辅助手段以一横隧道大里程主洞上台阶三级围岩断面爆破控制手发控制为例进行说明1.开挖断面炮眼布置：对光面爆破的控制起决定作用的是周边眼和里周边眼最近的一排辅助眼。
目前永定一号隧道大里程方向大里程方向的围岩为三级围岩，围岩相对较完整，周边眼起拱120°范围内布炮眼间距为45cm，边墙眼为50cm。
2.周边眼的深度：目前施工人眼钻杆深度为4m，保证有效的炮孔深度为3m，角度控制，保证炮孔不会歪斜，下班炮都会参照上排炮的残留炮孔为参照控制炮杆钻眼走向。
对风枪手的位置安排也非常重要，弓腰处要求风枪手为经验丰富的工人，左边墙部位会比较好控制此部位不是主要控制部位。
右边墙也是主要的控制部位，因为风枪结构特点风枪右侧有个润滑油壶，风枪无法紧靠在岩面上。
此部位要想控制好在恰当尺寸，必须要求上排开挖断面无欠挖，用长钻杆，利用钻杆的弹性弯曲度来找会偏量，消除偏角，减少超挖。
炮眼角度和深度：中心第一排掏槽眼角度控制为60°炮孔深度4m，第二排掏槽眼炮眼角度控制为45°炮孔深度5m，第三排掏槽眼炮眼角度控制为30°炮孔深度5m。
第四排辅助炮眼20°，炮眼深度4m，第五排辅助眼炮眼10°，炮眼深度4m，第六排炮眼角度5°，深度4m。
周边炮眼角度0°炮眼深度4m。
炮眼与周边的间距影响周边的装药量，距离越小周边眼的爆破岩层厚度减少，装药量会相对减少，从而对周边围岩的扰动和迫害就越小，在机械清理断面排险是就不会造成二次迫害引起超挖。
3.炮眼布设间距和装药量①下台炮眼单侧：第一排掏槽眼间距40-50cm药量1.0-1.2KG每孔，第二排掏槽眼间距20-30cm药量3-3.2KG每孔，第三排掏槽眼间距30-40cm药量3-3.2KG每孔，第四排掏槽眼间距50-80cm药量2.2-2.4KG每孔，第五排辅助眼间距50-80cm药量2.0-2.2KG每孔，第六排辅助眼间距50-80cm药量1.6-1.8KG每孔。
光面爆破施工流程一、工艺原理炸药爆炸时，对岩体产生了两种效应：一是药卷爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其周围作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连接线的中点上，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸空气的膨胀进一步扩展，形成平整的爆破面。
光面爆破是通过选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆破后壁面平整规则，轮廓线符合设计要求，同时减少对围岩扰动，保持围岩稳定的一种控制爆破技术.二、工艺流程1、光面爆破工艺流程工艺流程见光面爆破工艺流程图。
光面爆破工艺流程图2、光面爆破工艺⑴爆破设计爆破设讣的LI的在于避免超欠挖和达到预期的循环进尺，并尽可能节省工料消耗。
爆破设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度，爆破器材、装药量和装药结构,起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。
⑵放样布眼周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求。
辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装磴的需要。
钻眼前，测量人员用红铅油准确地绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm,并交付隧道队技术负责人。
⑶定位开眼按炮眼布置正确钻孔，掏槽眼和周边眼的钻孔精度要高，开眼误差控制在3cm和5cm以内。
⑷钻眼司钻工要熟悉炮眼布置，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要山有较丰富经验的老钻工司钻，以确保周边眼准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。
同时，应根据眼口的位置、岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上.周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，掏槽眼应加深10cm。
炮眼的深度和角度应符合设计要求.掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm;辅助眼眼口排拒、行距误差均不得大于10cm：周边眼眼口位置误差不得大于5cm,眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
光面爆破：光面爆破已被规定为在地下开挖工程中控制周边超挖的标准方法。
它不仅可以得到一个光滑的岩面，同时减少`了围岩中的裂隙，使随后的支护工程量得以减少。
这种方法是20世纪50-60年代由瑞典发展起来的，它不但适用于地下工程，也适用于露天开挖。
一．什么叫光面爆破：在主体岩石爆破后，沿设计轮廓线将爆破孔起爆的爆破方法称光面爆破。
二．光面爆破的基本作业方法：1．预留光爆层：预留设计的光爆层，隧道一般留60-80cm,露天一般留1.5-2.0m,它与孔径有关。
2．一次分段爆破法：主体石方爆破与光面爆破一起进行分段爆破，主爆孔先响，光爆孔后响。
它们的延迟时间一般选择为150-200ms。
三，光面爆破的优点、缺点：优点：1．减少超欠挖，节约工程成本。
2．开挖面完整，可以减少支护工作量，有利于后期作业。
3．露天光爆，环保效果好，对保留岩体破坏小。
缺点：钻孔工艺不当，要求钻孔水平高，钻孔量大，对钻孔人员素质要求高。
四．光面爆破与预裂爆破的区别：1．预裂孔先与主体石方起爆，而光面爆破是在主体石方爆破后起爆，所以预裂爆破的夹制作用大。
2．预裂爆破用药量大，光面爆破用药量小。
五．光面爆破适应条件：1．在坚硬岩石和整体性较好的软岩石中效果明显。
在不均匀岩体，构造发育的岩体中，虽然效果不明显，但对减轻围岩的破坏、超欠挖作用很大。
2．爆破方法的适用性：（1）大于1.5米深(浅孔)范围。
（2）露天深孔爆破。
（3）隧道、导流洞及地下开挖工程，铁、公路、场平等露天开挖工程。
六．光面爆破的设计原理与设计步骤：设计原理：光面爆破设计不仅要考虑周边孔，还必须同时严格控制靠近周边孔的主爆孔的装药。
设计原理：任何主爆孔产生的裂隙破坏区均不能超过周边孔的裂隙破坏区。
瑞典爆炸研究所利用的爆破振动速度计算经验公式：v=70Q0.7/R1.5V:振速,cm/s,Q:单孔药量,kg。
R：距离，m。
一般产生危险的振速范围是v=70-100cm/s。
设计步骤：1．收集资料：开挖断面的大小，循环进尺，岩石种类，构造和物理力学性质。
光面爆破设计说明目录一、光面爆破的要求及内容 (4)1、光面爆破的含义 (4)2、光面爆破的原理 (5)3、光面爆破的技术要求 (5)4、预裂爆破和光面爆破 (5)5、成缝机理 (6)6、质量控制标准 (6)7、参数设计 (6)8、装药结构与起爆 (7)二、光面爆破试点概况 (8)1、工程概况 (8)2、方案选定 (8)3、凿岩机具及爆破器材选定 (8)4、爆破参数的确定 (8)3、炮眼数目 (9)3、单位炸药消耗量 (9)4、每循环炸药总量 (9)5、光面爆破参数 (9)6、辅助眼的间距估算 (10)7、炮眼布置（详见附图） (10)8、掏槽形式、装药结构及起爆网路 (10)9、装药参数表 (11)10、主要经济技术指标 (11)三、爆破效果检验 (12)四、工程安全技术措施及作业规程 (12)一、光面爆破的要求及内容1、光面爆破的含义光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。
井下巷道全断开挖光面爆破，是应用光面爆破技术，对巷道实施全断面一次开挖的一种施工方法。
它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。
2、光面爆破的原理光面爆破的破岩原理是炸药起爆时，对岩体产生效应，爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。
3、光面爆破的技术要求要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：（1）、根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。
工程设计施工与管理China Science&Technology Overview关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破潘先智(深圳市越众(集团)股份有限公司，广东深圳518000)摘要:本文重点针对岩体边坡爆破施工当中光面爆破和预裂爆破技术进行了分析和研究，对光面爆破和预裂爆破的技术要点进行了阐述，有效提高岩体边坡爆破施工质量和安全性,推动我国领土工程得到快速建设和发展。
关键词:岩体边坡；光面爆破；预裂爆破中图分类号:TD235.3文献标识码:A文章编号:1671-2064(2020)12-0134-020引言在岩体边坡爆破施工过程中，经常需要使用光面和预裂爆破技术，对爆破技术的应用，主要是根据设计工作要求进行破碎、抛掷形成全新的岩土结构。
在工程设计范围之外需要尽可能防止爆破工作对岩体结构产生的破坏与影响。
爆破技术的应用，主要是使用炸药所产生的爆炸力，将岩石直接粉碎这种爆炸力的作用范围较大，经常会造成靠近岩石开挖区域的其他建筑体受到不同程度的影响。
因此，工程施工单位追求在爆破效果达到理想标准的状态下，尽可能降低对周围的岩石结构以及建筑体所产生的影响。
经过相关工作人员的不懈努力研究和实验，研发出了光面爆破和预裂爆破技术，在岩体边坡爆破施工过程中运用效果非常明显。
1光面爆破和预裂爆破技术1.1光面爆破技术在光面爆破技术的应用过程中，主要是沿着设计开挖的边界位置，设计出密集程度较高的炮孔。
通过选用不耦合装药或者使用威力较低的炸药来进行爆破施工，在主爆破区域爆破工作完成之后，会形成表面更加平整的开挖轮廓爆破作业。
1.2预裂爆破技术预裂爆破主要是沿着工程设计开挖的边界设置密集的炮孔，然后通过使用不耦合装药或者使用爆炸威力较低的炸药，在主爆破区域正式爆破之后，会在爆破区域和保留区域之间形成相应的预裂缝结构，有效降低主爆破区域对周围岩体结构以及建筑体所产生的影响。
现阶段，光面爆破和预裂爆破技术在我国各大岩体边坡工程中得到了广泛应用，并且取得的工程施工效果非常明显2岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破技术优势和难点2.1光面爆破与预裂爆破技术优势在最近几年的发展过程中，随着我国各大高速公路工程建设发展速度不断加快，公路工程的覆盖面积越来越大，在一些山区地区经常需要穿过一些特殊的地质条件，需要对高边坡路线进行开挖工作。
光面爆破施工技术摘要：有我局承建的敖包沟隧道暗洞部分采用新奥法施工，开挖采用光面爆破技术。
现就光面爆破技术做如下的总结，光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的布孔，利用毫秒雷管的微差作用使后序炮眼的起爆具有良好的临空面。
同时毫秒雷管的微差爆破同时使起爆的药量得以减少和控制，间隔起爆的外轰波得以叠加抵消，从而减少了对围岩的扰动。
爆破后，要求壁面平整规则，消除了应力集中，达到充分利用了围岩的自承能力，同时良好的光爆效果，使得超欠挖得以控制。
关键词：爆破施工技术1、敖包沟隧道爆破施工(1)施工方法：采用人工风钻打眼，人工装药，非电毫秒雷管引爆。
(2)机具设备：风钻选用常规YT-28型手持风钻，φ22的钻杆，38mm钻头，成孔直径为40mm；(3)火工品：采用2#岩石乳化炸药，规格为φ32mm×200mm。
因地方火工品供应问题，无小药卷炸药用于周边眼，使用同一规格炸药。
起爆材料采用1～20段的非电毫秒雷管；周边眼采用间隔装药，导爆索传爆。
使用火雷管作为整个网络的起爆体。
(4)炮眼深度的确定：敖包沟隧道的设计开挖断面为76m2，实际开挖断面76m2。
岩性为微风化安山玢岩，整体性好，干抗压强度一般达到120～140Mpa，设计为IV类围岩。
经过多次爆破试验，确定合理炮眼深度为3.5～4.0米，有效循环进尺3.3～3.5米，炮眼利用率平均达到90%以上。
(5)掏槽眼的确定：为了保证良好的掏槽的效果及兼顾隧道弃渣作为路基填料利用要求较小的块度。
通过对直眼掏槽和斜眼掏槽进行比选，最后确定为复合式掏槽眼。
即在原斜眼掏槽形式的基础，在中间增加一排空眼，适增加掏槽眼的数量，和用药量，大大减小了核心部分的石渣块度。
(6)光爆参数确定：1)周边眼间距（E）直接决定开挖轮廊面平整度的主要因素，一般情况下E=（10-15）d，根据石板岭隧道地质情况，围岩较硬，周边眼间距采用45cm～60cm；对于节理发育地段，间距适当减小。
岩体掘进特种断裂控制光面爆破方法
【摘要】：该文在分析了在松软及节理裂隙发育岩体中进行普通断裂控制光面爆破存在主要问题的基础上，简要介绍了“空孔导向法”和“切缝套管法”两种掘进岩体断裂控制光面爆破工艺技术。
在类似岩体断裂光面爆破中有很好的推广应用价值。
【关键词】：掘进岩体断裂控制光面爆破切缝套管法空孔导向法
光面爆破是矿山掘进工序中减少超挖和周边岩体破坏的有效方法。
在目前国内外井巷掘进爆破中被广泛应用。
在硬度系数f=6～15之间和裂隙、节理不尽发育的岩体中，效果是很好的。
一.掘进岩体断裂控制光面爆破工艺参数存在的问题分析
常规的掘进岩体断裂控制光面爆破在一定的岩体硬度系数范围
内及节理裂隙不太发育的岩体中，其效果无疑是很好的，但在极为复杂的岩体中，则存在如下两个方面的问题：
1、不耦合系数及其它参数调整难度较大
由于kc的取值范围在很大程度上取决于sc、st，即岩体的抗压、抗拉强度.。
显然软岩或特硬岩体由于sc 、st，变化太大，而kc 变化亦很大。
而相对于孔经仅为0.04 m的炮孔而言，选择药卷很难满足kc的要求。
因为此时的药卷直经即要满足不耦合系数的要求但又能小于其爆破的临界直经。
特别是在lj增大较多时，在有些部位由于岩体节理裂隙的不规范及与巷道成斜交产出等因素，而造成沿着裂隙产生自由面而形成超欠挖等。
2.岩体的节理裂隙等对光爆面成形影响较大
岩体的各种节理裂隙、弱面及软弱夹层等，若与断裂控制的切向相同，无疑效果是好的，但这些节理等往往是表现多方向性的。
这对于在巷道周边断裂控制中保护围岩的稳定性及周边成形是相对不利的，不可避免的影响周边成形效果。
二、掘进岩体断裂控制光面爆破方法
分析常规的掘进岩体断裂控制光面爆破所存在主要问题后不难看出，若在极为复杂的掘进岩体中进行控制爆破，采用常规的掘进岩体光面爆破是难达到其效果的。
为此，有必要寻求新的掘进岩体断裂控制爆破方法。
迄今为止，国内外专家提出的断裂控制爆破方法有15种之多，但从获得初始定向裂缝方式的原理来看，主要有三种类型。
一类是对孔壁施加不均布爆破载荷，使孔壁在预定要形成断裂面的部位优先产生列纹；第二类是在预定的断裂方向进行人为破坏，使之断裂方向沿预定方向发展；第三类是在孔壁预定要形成断裂面部位先产生某种形状的缺口，使裂纹在缺口处优先起裂和发展。
但经比较认为有效的方法有以下两种：
1）切缝套管法：即采用人造切缝套管，使裂纹在缺口处优先起裂和发展。
2）空孔导向法：是在预定的断裂方向进行人为破坏（导向孔），使之断裂方向沿预定方向发展。
也有称为预裂爆破的方法。
三、掘进岩体断裂控制光面爆破试验及应用
在分析了常规掘进岩体断裂控制光面爆破存在问题的基础上，某铁矿先后与北京科技大学、中国矿业大学等在极为复杂的掘进岩体中进行了“带导向孔”和“切缝套管”两种掘进岩体断裂控制爆破试验及推广应用。
1.“空孔导向”的岩体断裂控制光面爆破
某铁矿的采准掘进中，遇到的松弱岩体主要为矽卡岩（sk），小部分为蚀变闪长岩。
据点荷载实测后换算sk的单轴抗压强度为12～32mpa，抗拉强度仅为0.4～1.2mpa，在此类岩体中掘进采用光爆，其kc值过高造成药卷直经dc太小，为了满足要求，只能增大周边眼距，而增大周边眼距又往往会引起超（欠）挖，达不到光爆的目的。
为此提出并进行“导向孔”掘进岩体断裂控制爆破技术试验。
导向孔实际就是在断裂控制光面爆破时的周边孔中设置一些不
装药的空孔，（一般隔一孔设一个）如图所示。
由于这些空孔爆破过程中所引起反射拉应力作用，而导致空孔沿连心线方向出现小裂缝，这些小裂缝很容易与其爆破孔所产生的裂缝贯通。
起着很明显的引导裂缝方向的作用。
因此“空孔导向”的断裂控制光面爆破其效果优于普通光爆。
2、“切缝套管”控制光面爆破技术
某铁矿岩体中节理、裂隙、层理发育，且多充有黄泥和呈蜂巢状岩溶。
岩体的这些结构面、弱面和弱软夹层，显然对爆破应力波传播爆生气体作用有着重要影响。
其影响主要是因结构面等存在而使爆破应力波及爆生气体首先在此方向集中释放，而引起岩体的破
坏。
这种破坏若是与光面爆破面平行的，则是有益的，在实际中大多是切向的，这些无疑是无益的。
而“切缝套管”断裂控制爆破正是采用人造缝隙（即切缝），使炸药在爆破后沿断裂控制光面爆破方向（人造裂隙方向）向孔壁直接产生爆破冲击，在爆炸的动作用中，使切缝方向的孔壁优先产生预裂隙，爆生气体的静作用使形成的预裂纹优先扩展，从而吸引了拟向非切缝方向释放的能量，驱动裂隙并使其加速扩展直至形成理想的断裂面。
即通过切缝来引导爆炸动作用对孔壁的定向作用。
这种定向作用，即克服了岩体中结构面多的缺点，又达到了定向成型的目地。
该定向断裂光爆技术自九八年初在某铁矿开拓工区试验并推广以来，已试验应用掘进450m，其效果见表2。
三、经济效果及结论
通过针对松软及节理裂隙发育岩体的缺点，而进行的“空孔导向”和“切缝套管”两种掘进岩体断裂控制爆破工艺试验，并经过某铁矿750m掘进试验和实践，其效果为：
1、眼痕率有了明显提高，两种断裂控制爆破的眼痕率平均比普通光爆提高了10～15%和20～30%。
2、最大超挖量有了明显的减少，两种断裂控制爆破超挖量都比普通光爆减少0.2m以上。
3、由于减少了周边的超欠挖，因而大大节省了喷射支护材料，一般每米可节省0.5m3以上。
4、有效保护了围岩自稳能力。
从而降低了巷道的支护难度，提
高了巷道服务年限。
经计算，仅采用如上两种工艺每年可为某铁矿节省30余万元的费用。
不但取得了较好的社会效益而且也取得了较好的经济效益。
该两项掘进岩体断裂控制爆破工艺技术在那些岩体条件极为复杂的矿山有很好的推广应用价值。
